一、数字孪生基本概况

    数字孪生，可简单理解为，是一个和真实世界同步变化的虚拟系统。

从数字孪生的定义可以看出，数字孪生具有以下几个典型特点：

资料来源：欧冠杯腾讯视频整理

    数字挛生是具有数据连接的特定物理实体或过程的数字化表达，该数据连接可以保证物理状态和虚拟状态之间的同速率收敛，并提供物理实体或流程过程的整个生命周期的集成视图，有助于优化整体性能。数字孪生可应用于工业生产、智慧城市、大数据医疗等领域。

数字孪生应用领域

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    二、数字孪生行业发展现状

    1、数字孪生

    欧冠杯腾讯视频发布的《2021-2027年欧冠杯数字孪生行业市场调查研究及投资策略研究报告》显示：数字孪生是5G赋能产业链上的重要一环，5G时代数字孪生不可或缺。随着新一代信息技术与实体经济的加速融合，工业数字化、网络化、智能化演进趋势日益明显，催生了一批制造业数字化转型新模式、新业态，其中数字孪生日趋成为产业各界研究热点，未来发展前景广阔。

    2020年全球互联传感器与端点将多达超过200亿，数字孪生将服务于数十亿个物件。数字孪生提供了无与伦比的跟踪、监视和诊断资产的能力，通过促进数据驱动的决策和协作、简化业务流程和新的业务模型，改变传统的供应链。

    2020年全球头部600家企业都会使用数字孪生来提供产品创新，2020年全球数字孪生市场规模达到52.2亿美元，同比增长33.50%；预计2021年全球数字孪生市场规模达到74.7亿美元，同比增长43.10%；到2025年全球数字孪生市场规模将突破260亿美元的大关。

2019-2025年全球数字孪生市场规模及增长

资料来源：IDC、欧冠杯腾讯视频整理

    2、智慧城市

    以智慧城市为例，数字孪生，简单来说就是在一个设备或系统“物理实体”的基础上，创建一个数字版的“虚拟模型”。数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。

    数字孪生城市主要有新型基础设施、智能运行中枢、智慧应用体系三大横向的分层：

数字孪生城市架构

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    数字孪生城市的典型应用有城市空间现状可视化、规划方案模拟分析、用地指标过程管控、智慧工地监管、社区风格管理、产业网区运营、生态空间治理。

数字孪生城市的典型应用有七大场景：

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    数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。

    数字孪生城市不仅赋予了城市政府全局规划和实时治理能力，更带给所有市民能感受到的品质生活体验。

数字孪生城市的作用

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    智慧城市建设发展已近十年，至今却无一个城市自我标榜已建成了智慧城市。事实上，智慧城市面临技术和非技术两大瓶颈难以突破，可谓举步维艰。基于物联网、大数据、人工智能、区块链、量子通信等技术的原始创新极度缺乏，未出现杀手级应用，各功能模块有机融合的ONEICT架构未能实现，造成创新只停留在表面，城市运行和治理的水平有量的提升，但没有质的改变。

    近日，由工信部牵头编写的2020年《数字孪生应用白皮书》正式发布，重点介绍了数字孪生技术在智慧制造、智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康6个领域的应用和发展。

    数字孪生技术在环保领域的应用，通常作为生态环境治理包括智慧城市建设中。欧冠杯以“智慧城市”和“新基建”为代表的建设模式虽然起步较晚，但爆发速度前所未有。目前全球近1000个提出智慧化发展的城市中，有近500个欧冠杯城市，占全球数量的48%。

    根据《智慧城市行业与市场调研报告》，2019年欧冠杯新型智慧城市规模超过9000亿元，未来几年将保持较快速度增长，预计到2023年市场规模将超过1.3万亿元。

2018-2023年欧冠杯新型智慧城市市场规模及增长

资料来源：智慧城市行业与市场调研报告、欧冠杯腾讯视频整理

    欧冠杯城市智慧化中安全综治占比最大，占了37%；其次是慧园区、智慧交通，各占17%；智慧校园占6%；城市级平台占了3%；服务机器人占1%。

欧冠杯城市智慧化细分市场分布

资料来源：智慧城市行业与市场调研报告、欧冠杯腾讯视频整理

    2、数字孪生建筑

    “数字孪生建筑”是将数字孪生使能技术应用于建筑科技的新技术，简单说就是利用物理建筑模型，使用各种传感器全方位获取数据的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，以反映相对应的实体建筑的全生命周期过程。

    数字孪生建筑具有四大特点：精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预。

数字孪生建筑的特点

资料来源：欧冠杯腾讯视频整理

    数字孪生建筑典型应用场景有规划设计、建设实施、运营维护。

数字孪生建筑典型应用场景

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    数字孪生建筑的核心环节在于BIM的应用。具体到BIM软件的核心领域，目前国内厂商占建筑结构设计软件市场优势，建筑信息化模型软件市场仍以国外厂商为主导。

    4、典型的数字孪生平台

    典型的数字孪生平台有达索——3Dexperience、ANSYS——TwinBuilder、微软——Azure、上海优也——ThingswiseiDOS。

典型的数字孪生平台

资料来源：欧冠杯腾讯视频整理

    三、数字孪生的意义

    数字孪生的概念逐步扩展到了模拟仿真、虚拟装配和3D打印这些领域，2014年以后，随着物联网技术、人工智能和虚拟现实技术的不断发展，更多的工业产品、工业设备具备了智能的特征，而数字孪生也逐步扩展到了包括制造和服务在内的完整的产品周期阶段，并不断丰富着数字孪生的形态和概念。

    随着物联网与5G的快速发展,物理世界与信息世界的联系逐渐增强,而数字孪生则是实现物理域和虚拟域互联互通的有效手段。数字孪生的意义有更便捷，更适合创新；更全面的分析和预测能力；经验的数字化。

数字孪生的意义

资料来源：欧冠杯腾讯视频整理